Способ измерения коэффициента термо-эдс минералов

Сюз СоеетскмкСоциалистмчесиикреслублте ВИДЕТЕ ЛЬСТВ ТОРСКО ЪВ 1) Дополнительное к авт, сеид-ву. Кл.01 Н 25/32 аетет Гесударстаакквй СССР аа делам кэабра в аткрытак(53) УДК 5 8.8) 72) Авторы изобретения шков и В. Г. Романов 7 ) Заявител Забайкальский комплексный научно-исследова гельский инсти МЕРЕНИЯ КОЭффИЦИЕНТЭДО МИНЕРАЛОВия коэфф Изобретени ой геофизики, е с помощь разцонагр ным коэфф ным датч ряется ве х чи вон тепловь эталоне хо ст выми свой ванной эо е ь т су т раз кото инерала 12 этом способе разность температ посред жду зондами измеряют нти- воэс э ров, а косвенно в идэталона. При этоерения, связанна венно фицир никае на минерал ванной зон ошибка из офизических пара а от температур дной температур остью теплна и минераичные дляи эталон м этало Идент нерал ловым огут отличаться по тдля любой другой. войства е относится к области руда более конкретно к исслеацию типогецеза и диагностики рудных минералов.Известен способ измерения коэффициента термоэдс минералов, цацримерлс момощью двух разнонагретых зоцдов, разность температур которых в контакте с минералом определяют по их начальной разности до введения в контакт, Иногда для измерения разности температур в непосредственной близости от места контакта устанавливают термоиары 1).,Основная погрешность этих методов связана с неконтролируемым изменением разности температур зондов, которая определяется различными условиями тепло- обмена с минералом. Величина погрешности колеблется в пределах 20-50% что в ряде случаев не позволяет даже сопоставить результаты, получеццы разнымие исследователями.Наиболее близкихг цию техническим решением цособ опре 2ициента термоэдс минералов рмопары, состоящей из двух зондов и. эталона с извест нтом термоэдс. Дополцитель на образце минерала измена, характеризующая его ства, По этой величине на ят зону с такими же тепломи, Далее в идентифицироталона термопарой измеряемператур между зондами, дят о коэффициенте термоэдс3 69320Следовательно, если температура термойары в контакте с эталоном не равитемпературе, которая была при идентификации, то охлаждаться термопара эталоном и минералом будет по разному.5Эта ошибка в измерении температурыособенйо заметна при снятии температурной зависимости коэффициента термоэдсмийерала,"когда температуру термопарыйриходится менять в широких йределах. 1 ОоВ крайних точках диапазона 50-150 С.величина погрешности достигает 15%,Целью изобретения является повышение точности измерений,Для этого между зондом и эталоном 15помешают слой металле с известным значением коэффициента термоэдс, измеряюттемпературу контактов зонд - слой, слой" эталон и зависимость между температурами при изменении величины теплового 20потока, после чего такой же слой металла помешают между зондом и минералом,йзмеряют температуру контакта зонд -слой и по найденной выше зависимости определяют температуру контакта слой - ми 25нерал, а коэффициент термоэдс находятпо формулеСС=Егде Е - термоэдс минерала;Т Т - температуры контактов слоймйнерал, определенные для каждого зонда35Толщину слоя выбирают в пределах1-1000 мк.При помощи слоя металла с известнымзначением коэффициента термоэдс междузондбм"и минералом или зондом и этало 40ном в соответствующих контактах образуются термопары, которые измеряют" тем пературу этйх контактов по известнымзначениям коэффициентов термоэдс. Таккак коэффициент термоэдс минерала неиэ 45вестен, то непосредственно измерить тем" пературу его контакта со слоем металланельзя, Поэтому предварительно заменяют минерал эталоном, коэффициент термоэдс" которого известен, и определяют зависимость температуры контакта слойметалла в ;эталон от температуры контакта зонд-слой металла, Из решения уравне ния теплопроводности для такой системыизвестно что характер зависимости "мператур определяется только параметра "йй зонда и слоя металла и не зависитот материала и формы эталона. Следова -тельно, определенная на эталоне зависи 2 4мость температур будет справедлива ина любом другом материале, в том числе и на минерале.,Толщина слоя металлавлияет на точность измерения, причем,чем тоньше слой, тем точнее результатопределения разности температур. Нижняя граница толщины слоя определяетсядлиной свободного пробега электрона вметалле и должна быть намного большеее, практически около 1 мк, Верхняя граница толщины слоя определена равной1000.мк иэ того условия, что погрешность предложенного метода должна бытьмного меньше погрешности сушествуюших.На чертеже изображены разнонагретыезонды для измерения коэффициента термоэрс.Термопара состоит из разнонагретыхзондов 1, 2, начальная температура которых устанавливается нагревателями 3, 4,Крепежная деталь 5 выполнена из изоляционного материала и служит для фиксации зондов и крепления тонких полосокконстантана 6, 7 на контактирующей частизондов,Зонды показаны в контакте с образцом8. В зависимости от вида операции этотобразец минерал или эталон. Эталон иоба зонда выполнены иэ меди, котораяв паре с константом образует термопару,коэффициент термоэдс которой известен вбольшом диапазоне температур. Измерение коэффициента термоэдс минерала производят следующим образом.Определяют зависимость температур Т 2 от Т и Т от Т 4, измеряя зависн( ( имость термоэдс соответствующих термо( ( Ю Нпар Е от Е и Еот Е 4. Для этого вводят последовательно каждый зонд в контакт с эталонным образцом, начальная температура которого равна начальнойтемпературе зонда, При этом температуры контактов равны, так как тепловой поток через слой константана равен нулю. Затем эталон медленно охлаждают, иммитируя минералы с различными тепловыми свойствами. Тепловой поток из зонда в эталон будет меняться от нуля, возрастая по мере охлаждения эталона, Переменный тепловой поток определяет зависимость температур, которая регистрируется одновременно, например, двухкоординатным самописцем ПДС.Далее вводят термопару в контакт с минералом и в установившемся температурном режиме измеряют температуры Т( и Т 4. По графикам зависимости тем69320 35 ператур определяют температуры Т иН аТ и находят их разность. Делением термоэдс минерала Е на разность температур вычисляют коэффициент термоэдсминерала. Погрешность измерения разноти температур в данном случае равна1,7%, при паспортном значении погрешности потенциометра ПДСпо запи-си 1%. Применение более точных потенциометров для региСтрации термоэдс термопар, например Р 348, позволит снизитьошибку до десятых долей процента,Использование предлагаемого способаизмерения коэффициента термоэдс минералов значительно повышает точность иэмерений, которая в данном методе определяется точностью приборов, измеряющихтермоэдс, и может составлять десятыедоли процента. Это, во-первых, позволитперейти при изучении термоэлектрических20свойств минералов от качественных кстрогим количественным закономерностям. Во-вторых, широкое распространение зондового метода измерения термо 25эдс в геологической практике поставилопроблему сопоставления результатов, полученных различными исследователями.Это можно сделать на основе оценки погрешности измерения каждого конкретно 30го устройства. Метрологической основойтакой работы может быть предложенныйметод,формула изобре тения 1. Способ измерения коэффициента термоэдс минералов с помощью, двух раэ 2 6нонагретых зондов и эталона, включающий измерение термоэдс минерала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, междузондом и эталоном помешают слой металла с известным значением коэффициентатермоэдс, измеряют температуру контактов зонд - слой, слой - эталон и зависимость между температурами контактовпри изменении величины теплового потока, после чего такой же слой металлапомешают между зондом и минералом,измеряют температуру контакта зондслой и по найденной выше зависимостиопределяют температуру контакта слой - .минерал, а коэффициент термоэдс находятпо формуле где Е - термоэдс минералаТ Т - температуры контактов слой 1 Йминерал, определенные длякаждого зонда,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что толщину слоя выбирают в пределах 1-1000 мк.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Попом Е. В. Вестник Ленинградского университета Ж 6, вып. 1, 1974,с. 10-17,2. Авторское свидетельство СССРМ 490032, кл. 5 01 Р 19/24, 1971прототип),0 Подписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. 13 Тираж 109 ИПИ Государственно по делам изобретен 35, Москва, Ж-З 5,Составитель С. Беловодченкожова Техред Н, Бабурка Корректор М.